Опишите, каким образом осуществляют защиту устройств связи от влияния электрифицированных железных дорог и атмосферных помех.

Защита от влияния электрифицированных железных дорог

С целью уменьшения опасных и мешающих напряжений на ЛС к ним, а также

к устройствам электрической тяги предъявляются определенные технические

требования, а именно:

а) к устройствам электрической тяги:

- питание участков тяговой сети должно быть, как правило, двусторонним;

- при коротких замыканиях автоматические выключатели на тяговых

подстанциях должны срабатывать, отключая тяговую сеть не более, чем

за 0,06 с;

б) к кабельным линиям:

- кабели, прокладываемые вблизи эл.ж.д., должны иметь повышенное

защитное действие оболочки, для поддержания стабильности защитного действия

оболочки во времени кабель должен иметь изолирующие пластмассовые покровы

поверх брони;

- металлические оболочки кабелей должны иметь заземления в местах ввода

их в ОП, ОРП и НРП, не превышающие 5 Ом, а также промежуточные заземления

определяемые расчетом;

- должно осуществляться включение разделительных и редукционных

трансформаторов.

Магнитное влияние контактной сети эл.ж.д переменного тока уменьшается с

помощью отсасывающих трансформаторов. Первичная обмотка трансформатора

включается последовательно в контактный провод, а вторичная обмотка – либо в

отдельный обратный провод, подвешиваемый на опорах контактной сети, либо

последовательно в рельсы. На рисунке 6 показаны схемы включения отсасывающих

трансформаторов и сглаживающих устройств. устройств:

а) включение трансформатора с обратным проводом;

б) то же, без обратного провода;

в) включение сглаживающих устройств

Ток контактной сети, протекая по первичной обмотке, индуктирует во

вторичной обмотке почти противоположно направленный ток. Благодаря этому ток,

возникающий в обратном проводе, индуктирует в подверженных влиянию цепях

связи токи противоположного знака, и тем самым результирующее влияние

снижается.

Для сглаживания пульсаций напряжения на дорогах постоянного тока

используются реакторы с резонансными контурами, которые включаются на

подстанциях по схеме, показанной на рис.6в. Реактор состоит из соединённых

последовательно витков медного провода, укреплённых в бетонных стойках.

Активное сопротивление реактора во избежание больших потерь электрической энергии должно быть как можно меньше. Резонансные контуры настраиваются в

резонанс на соответствующие гармоники пульсирующего напряжения и замыкают

накоротко токи этих гармоник. Значительно уменьшается влияние контактной сети

эл.ж.д., а также и ВВЛ при использовании редукционных и компенсирующих

трансформаторов (рис.7).

а) нейтрализующий или редукционный трансформатор.

Принцип их действия основан на индуцировании во вторичной обмотке

трансформатора э.д.с., направленной встречно по отношению к электродвижущей

силе токов помех. При этом происходит компенсация влияний.

Защита аппаратуры связи от опасных и мешающих влияний

Для защиты аппаратуры связи от атмосферных перенапряжений, ВЛ и эл.ж.д.

разработан ряд схем включения в цепи связи приборов защиты (разрядников,

предохранителей, дренажных и запирающих катушек). Применение той или иной

схемы зависит от конструкции линии связи (воздушная или кабельная), а также от

назначения цепей связи (местная телефонная, телеграфная, междугородная и т.д.) и

от того, уплотнены ли цепи токами высокой частоты.

Схемы защиты показаны на рисунке 8: При появлении на воздушной ЛС высокого напряжения сначала зажигается

искровой разрядник ИР-1000, а затем Р-350. Для предохранения от разрушения

разрядника Р-350, при протекании по нему большого тока, ставится предохранитель

СН-10, который, перегорев, отключит воздушную ЛС от аппаратуры.

Эта схема обладает двумя недостатками.

Во-первых, при большом различии напряжений зажигания разрядников Р-

350, в момент наличия на воздушной ЛС высокого напряжения будет постоянно

срабатывать разрядник с меньшим напряжением, зажигания.

Например, если первым срабатывает разрядник, включенный между

проводом "а" и "землёй", то ток с провода "а" устремиться через него в землю.

Если же разрядник, подключенный к проводу "б", ещё не успел

сработать и, следовательно, его сопротивление весьма велико, ток с провода "б"

потечет в землю через линейную обмотку трансформатора (уравнительный ток). В

результате протекания уравнительного тока в аппаратуре будет присутствовать

напряжение помех.

Во-вторых, при срабатывании обоих разрядников линия на некоторое время

оказывается замкнутой накоротко. Это приводит к кратковременному прекращению

действия всех телефонных каналов уплотненной цепи и к сбоям и искажениям

передачи в каналах тонального телеграфирования.

От этих недостатков можно избавиться, применяя дренажную катушку (ДК).

Дренажная катушка состоит из двух одинаковых полуобмоток, намотанных на

общий кольцевой сердечник из пермаллоя. Допустим, что разрядник,

подключенный к проводу "а", обладает меньшим напряжением зажигания, чем

разрядник подключенный к проводу "б". При появлении высокого напряжения на

воздушной ЛС он сработает, и по обмотке I ДК потечет ток. Этот ток в сердечнике

создает магнитное поле, которое в обмотке II ДК поведет э.д.с. и создаст

дополнительное напряжение на обмотке I ДК Uдк. Напряжение на разряднике равно

сумме напряжений "провод-земля" -Uпз и Uдк (Uр =Uпз

+Uдк). Обмотки включают так,

что сумма напряжений Uдк превысит напряжение зажигания второго разрядника, он тоже сработает, и уравнительный ток через обмотку линейного трансформатора течь

не будет.

Схемы и приборы защиты, включаемые в цепи подземных междугородных

кабелей связи, предназначаются для защиты аппаратуры от опасных напряжений и

токов, возникающих в результате влияния грозового электричества и линий

сильного тока, а также для уменьшения помех в каналах связи, возникающих как

непосредственно в цепях связи, так и через цепи ДП. Если электрическая

прочность изоляции аппаратуры выше электрической прочности изоляции жил

кабеля, то в этом случае обычно аппаратура не защищается от опасных влияний.

Применяемые схемы защиты на кабельных цепях зависят от вида влияний,

наличия или отсутствия ДП по жилам кабеля.

Разрядники и предохранители являются одними из самых распространенных

мер защиты. Основными элементами разрядника являются электроды, отделённые

друг от друга искровым промежутком. Разрядники включаются между проводом и

землей и, следовательно, постоянно находятся под действием рабочего напряжения

цепи связи. Искровой промежуток надежно отделяет провод линии от заземления.

При поступлении на разрядник волн напряжений с амплитудой,

превосходящей напряжение его зажигания, происходит пробой промежутка. Тогда

через разрядник устремляется ток, определяемой амплитудой падающей волны Uм,

волновым сопротивлением линии Zв, сопротивлением разрядника Rразр и

сопротивлением заземления Rз

. Защитное действие разрядника основано на

снижении напряжения падающей волны до величины напряжения U0, где

U0 = Iразр (Rразр + Rз

).

В настоящие время применяются разрядники следующих типов: Р-350, Р-34,

РБ280, Р-2М, РВ-500 (1000,2000), Р-27, УР-500.

Разрядник Р-350-газонаполненный двухэлектродный, представляет собой

стеклянный баллон, заполненный аргоном или водородом. Внутри баллона

размещаются два электрода с полусферическими металлическими чашечками,

входящие друг в друга, активизированные оксидом бария, способствующего

увеличению мощности разрядника. Стеклянный баллон наполнен аргоном.

Устройство разрядника Р-55 аналогично разряднику Р-350, отличие состоит в

наличии третьего электрода, который соединяется с заземлением. Разрядник Р-55

заменяет два разрядника Р-550. В случаях, когда возникают большие токи,

используют мощные бариевые разрядники РБ-280.Электроды этих разрядников,

железомолибденовые с заштампованными термитными таблетками бария,

позволяют пропускать ток разряда до 4,5 кА при длительности разряда 20 мкс.

Особо следует остановиться на вентильных (велитовых) разрядниках типов

РВ-500, РВ-1000, РВ-2000.

Газонаполненные разрядники Р-350, Р-35 и РБ-280 обладают тем

недостатком, что после срабатывания от разрядного напряжения горение дуги в них

длительное время поддерживается значительно меньшим напряжением (около 40 В).

По этой причине их нельзя применять для защиты в цепях, где постоянно действует

рабочее напряжение дистанционного питания.

Это нежелательное явление отсутствует в вентильных разрядниках.

Основными элементами вентильного разрядника являются искровой

промежуток и, включенное последовательно с ним, рабочее нелинейное сопротивление в виде диска.

Основным свойством такого диска является способность изменить свое

сопротивление в зависимости от величины приложенного к нему напряжения. При

повышение напряжения сопротивление диска быстро уменьшается; при снижении -

резко возрастает. Следствием этой особенности нелинейного сопротивления

является то, что при появление на разрядниках волн атмосферных перенапряжений

с высокой амплитудой токи молнии обусловленные этими перенапряжениями,

беспрепятственно протекают через разрядник в землю. После прохождения токов

молнии, когда на зажимах разрядника напряжение снизится до величины, равной

рабочему напряжению цепи, сопротивление разрядника резко возрастает и горение

разрядника практически мгновенно прекращается.

На сетях городской и внутрирайонной связи применяются угольные

разрядники УР-500, номинальное напряжение зажигания которых равно 800 В.

Для защиты от опасных токов на линиях связи используются предохранители.

Наиболее часто применяются предохранители следующих типов: СН, СК, ПН, ТК.

Марка предохранителя состоит из буквенной маркировки:

СН - стеклянный ножевой; СК - стеклянный конический; ПН - плавкий

ножевой; ТК - термокатушка.

Цифра, стоящая за буквенной маркировкой показывает величину тока в А, при

которой предохранитель перегорает. Например, СН-I означает: предохранитель

стеклянный ножевой, рассчитан на ток 1А._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Ответьте на контрольные вопросы:

магнитное влияние на линии связи – это влияние связанное с неуравновешенным током в проводах ВЛ. Например, при заземлении одного из проводов трехфазной

ВЛ с заземленной нейтралью в неисправном проводе возникает ток короткого

замыкания, достигающий больших значений, при которых переменное магнитное

поле ВЛ индуктирует в ЛС продольную э.д.с., опасную по величине

электрическое влияние на линии связи – это влияние, обусловленное

неуравновешенным напряжением фазовых проводов ВЛ по отношению к земле. Электрическому влиянию, обусловленному наличием в ЛВН переменного электрического напряжения, подвержены в основ­ном цепи воздушных линий связи. Подземные и подвесные кабе­ли связи не подвержены электрическому влиянию, так как сило­вые линии электрического поля экранируются поверхностью зем­ли и металлической оболочкой (экраном) кабеля. Например, при нормальном режиме работы

симметричных ВЛ (при равенстве нагрузок фаз) напряжения и токи в каждом

фазовом проводе равны по величине и сдвинуты друг от друга по фазе на 120°,

сумма напряжений относительно земли и сумма токов фазовых проводов

практически равны нулю. В этом случае влияние симметричных ВЛ не опасно. При

заземлении же фазового провода в трехфазной ВЛ с изолированной нейтралью

сумма напряжений фазовых проводов относительно земли становится равной 1,73

линейного напряжения. Такое напряжение создает вокруг проводов ВЛ переменное

электрическое поле, которое воздействует на ЛС. В зависимости от расстояния

между ВЛ и ЛС и высоты подвеса их проводов напряжение, индуктированное

переменным электрическим полем ВЛ, может быть опасным.

гальваническое влияние на линии связи – это воздействие вызывается так называемыми блуждающими токами, возникающими вследствие утечки тока из рельсов в землю. Потенциалы отдельных точек земли зависят при этом от тока в контактной сети, сопротивления рельсов, переходного сопротивления рельсы - земля, удельной проводимости земли. Из-за неоднородности земли и изменения тока в рельсах потенциалы точек земли вблизи рельсов изменяются нерегулярно во времени и по поверхности земли. Гальваническому влиянию подвержены заземленные металлические оболочки кабелей цепи связи, использующие в качестве обратного провода землю. Кроме того, гальваническое влияние проявляется на линиях связи, где дистанционное питание определяется по схеме "провод-земля''. Гальваническое влияние определяется величиной блуждающих токов, протекающих в земле.

4. Сделайте вывод о проделанной работе:

В ходе проведенной работе я научился классифицировать возможные виды внешних и взаимных влияний на устройства связи, а так же ознакомился со способами борьбы с ними и с конструкцией приборов используемых для этого.

Дата добавления: 2015-09-03